[ARM嵌入式系统开发]第一章之嵌入式系统的软硬件

本章的最后，通过描述ARM为核心的嵌入式系统，来介绍了嵌入式系统的软件和硬件构成和结构。这里根据这部分的介绍以及其他的文章，描述下通用的嵌入式系统的软件和硬件。

首先来说下硬件，书中说，包含有处理器，控制器，外设和总线四个部分。这是一种比较笼统的说法，如果要更笼统点来说，应该是包含处理器，总线，外设三个部分。因为诸如存储器，控制器，接口等都可以被归纳成外设。通常来说，嵌入式系统的广义上的外设可以分为下面几类：

1。系统类：电源模块，振荡器模块。

2。存储类：Cache，TCM，ROM，EPROM，EEPROM，SRAM，DRAM，SDRAM，Nor Flash，Nand Flash。(Cache是否为外设有待讨论。软盘，硬盘和光驱类的，应用比较少，在此不列出。)

3。定时类：Timer，Watch Dog。

4。中断类：VIC或者通用的中断控制器。

5。接口类：I2C，SPI，UART，SDIO，PWM。

6。多媒体接口类：I2S，ITU601，Lcd(Sys,RGB)。(区别于常用接口，单独列出。)

7。功能模块类：蓝牙，Wifi，FM，GPS，电视模块等。这类外设和一些其他的专门模块，因为通常用接口类外设去控制，所以在此不赘述了。

文中在描述存储器的时候，简单描述了存储器的性价比和系统设计时的关系。笔者描述下现在比较通用的存储器使用结构。现今在嵌入式平台上经常使用的存储器有ROM，SRAM，SDRAM，Nor Flash，Nand Flash。ROM用来存储程序，但是由于现在很多平台要求程序的可Update，所以很多平台在ROM中存放一小段Boot代码，而把大部分代码放置在Flash上。但是Flash由于读写方式和速度的关系，并不能满足代码的运行需求，因此大部分系统都在自身划分出一段SRAM空间，用来Load代码，然后在SRAM上运行。由此又产生了一个问题，SRAM的容量有限，通常只有几十K到上百K，相对于代码来说小了些，为了不浪费SRAM，又产生了Overlay技术，就是将程序划分成模块，运行的时候，只需要Load相应的模块，不用Load所有模块的代码，这样既可以高速的运行，又可以节省SRAM的空间。SRAM的另外一部分就用来存放数据，但是仅仅几十K的空间，并不能满足很多系统的需要，为此，SDRAM这种容量很大但是价格便宜的存储器就很适合充当SRAM的补充。不过SDRAM有其固有的缺点，需要定时刷新，读写慢，所以比较适合大容量的数据Buffer，而不适用于运算过程。

上面这段已经涉及到了一些嵌入式系统软件的结构，下面就接着讨论本章中描述的嵌入式系统的软件。本章中对嵌入式软件的讨论主要是从操作系统的角度讨论的，主要包括初始化程序(引导程序)，操作系统，设备驱动和应用程序几部分。但是现存的嵌入式软件通常分为两种，一种就是本章所描述的操作系统类型的，第二种就是通常所说的无系统架构（也可以称为前后台系统）。第一种通常应用在资源丰富，功能较多的系统上，而第二种相反，这种应用和这两种架构的特点密不可分。带有操作系统的的架构，程序设计模块化比较容易，相对来说方便多人共同协作完成，但是由于Task的栈分离，以及操作系统的本身代码和RAM需求等，对资源的要求较多。相反，前后台系统，就没有这些缺点，但是前后台系统调度不容易，如果想让功能穿插运行，对拆分代码的要求很好，而且会因为设计调度，浪费很多时间。所以这两种架构各有优缺点，具体该用哪种架构，要看具体的场合和具体的要求了。